基于软化模型的基坑开挖变形破坏特性研究

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基坑的失稳破坏受很多因素的影响,最主要的因素有两个:一个是基坑土体的自身条件;一个是开挖后对基坑的支护情况,包括支护结构的形式、支护施工方法的选择等。因此,根据基坑土体自身条件的不同,以及不同土体的基坑开挖后变形失稳形式的不同,选择合适的支护结构和支护形式,对基坑支护的稳定性,有着重要的意义。本文基于应变软化模型,对土体峰后软化速度这一力学特性进行分析,研究其对土质基坑边坡变形过程、破坏方式的影响,针对不同的破坏形式和破坏特点,提出相应的支护意见,并分析了悬臂支护的不同嵌固深度对基坑支护所起的支护效果,主要得到以下成果:(1)土体的软化速度不同,对基坑边坡的破坏范围、破坏形式都有着重要影响。软化速度较慢的土体,基坑失稳破坏的范围相对较小,滑移线更接近于直线,滑移线以上的土体完整性较好,整体向下滑移。软化速度较快的土体,基坑失稳破坏的范围会较大,基坑边坡的滑移线近似圆滑的抛物线,滑移线以上的土体破碎较严重。根据两种破坏特点,定义了“破碎坍塌”和“整体滑移”两种破坏形式,并提出相应的支护意见:土体软化速度较慢的基坑支护时更应注意坡角处支护结构的强度,防止基坑边坡整体滑移时的剪切作用导致支护结构的破坏。土体软化速度较快的基坑,支护时应注重支护系统的整体稳定,防止支护结构的整体倾覆失稳。(2)足够的嵌固深度是保证支护结构和基坑稳定的重要前提,但软弱地层中,由于对深部地层的扰动,支护结构嵌固深度的增加在一定程度上加深基坑边坡的破坏深度,当支护结构强度较高时表现尤为明显。支护时在设置足够嵌固深度保证基坑稳定的前提下,尽量避免支护结构强度过于富余,以防止特殊情况下基坑失稳时,破坏范围更大。
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